软件无线电在卫星定位导航系统中的应用研究
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摘要
本文对软件无线电在卫星定位导航系统中的应用进行了研究，提出了软件无
线电模式的卫星定位导航系统接收机的软硬件模型，取得了一定的研究成果。
以软件无线电在第三代移动通信系统中的应用研究为基础，将其引入到卫星
定位导航系统接收机的研究中，对其关键的数字下变频（DDC）和数字信号处
理（DSP）部分进行了分析和研究，建立了一种中频数字化的软件无线电实用结
构模型。
采用面向对象的方法对定位导航的软件系统进行分析，抽象出一种科学的软
件模块结构。用MATLAB和System View解决了数字解调和解扩的软件模拟问
题，给出了相应的算法。在TMS320C6201 EVM上实现了单点绝对定位计算，
并进行了基于DSP的软件优化。
本文研究表明在卫星定位导航系统中使用中频数字化的软件无线电结构是完
全可行的，所做工作对开拓软件无线电的应用领域和卫星定位导航系统接收机
结构的研究有一定的参考价值。
This thesis studies the Satellite Positioning and Navigation system by the
application of Software Radio framework. An efficient hardware and software module
of the receiver of this system is put forward and some useful study results are obtained.
Based on the Software Radio framework succeeded used in 3G mobile
communication systems, the thesis introduce the framework in the receiver research of
the Satellite Positioning and Navigation system, give emphasis to the application of
DDC and DSP, establish an digital IF Software Radio framework.
Use the method of Object Oriented to analysis the software of Satellite Positioning
and Navigation receiver system and present a kind of scientific software module map.
Employ the software of MATLAB and SystemView to resolve some problems that
refer to simulate demodulation and recover spread spectrum signal, and present
relevant arithmetic. Realize and optimize absolute positioning calculation on
TMS32OC62O1EVM board.
The study of this paper in4icate that the application of digital IF Software Radio
framework is practicable in the receiver of the Satellite Positioning and Navigation
system. It can provide some reference worth to expand the application field of
Software Radio and study the framework of the Satellite Positioning and Navigation
receiver system.
线电模式的卫星定位导航系统接收机的软硬件模型，取得了一定的研究成果。
以软件无线电在第三代移动通信系统中的应用研究为基础，将其引入到卫星
定位导航系统接收机的研究中，对其关键的数字下变频（DDC）和数字信号处
理（DSP）部分进行了分析和研究，建立了一种中频数字化的软件无线电实用结
构模型。
采用面向对象的方法对定位导航的软件系统进行分析，抽象出一种科学的软
件模块结构。用MATLAB和System View解决了数字解调和解扩的软件模拟问
题，给出了相应的算法。在TMS320C6201 EVM上实现了单点绝对定位计算，
并进行了基于DSP的软件优化。
本文研究表明在卫星定位导航系统中使用中频数字化的软件无线电结构是完
全可行的，所做工作对开拓软件无线电的应用领域和卫星定位导航系统接收机
结构的研究有一定的参考价值。
This thesis studies the Satellite Positioning and Navigation system by the
application of Software Radio framework. An efficient hardware and software module
of the receiver of this system is put forward and some useful study results are obtained.
Based on the Software Radio framework succeeded used in 3G mobile
communication systems, the thesis introduce the framework in the receiver research of
the Satellite Positioning and Navigation system, give emphasis to the application of
DDC and DSP, establish an digital IF Software Radio framework.
Use the method of Object Oriented to analysis the software of Satellite Positioning
and Navigation receiver system and present a kind of scientific software module map.
Employ the software of MATLAB and SystemView to resolve some problems that
refer to simulate demodulation and recover spread spectrum signal, and present
relevant arithmetic. Realize and optimize absolute positioning calculation on
TMS32OC62O1EVM board.
The study of this paper in4icate that the application of digital IF Software Radio
framework is practicable in the receiver of the Satellite Positioning and Navigation
system. It can provide some reference worth to expand the application field of
Software Radio and study the framework of the Satellite Positioning and Navigation
receiver system.
引文
1． 王广运，郭秉义，李洪涛，《差分GPS定位技术与应用》，电子工业出版社， 1998． 6
2． 李洪涛，许国昌等，《GPS应用程序设计》，科学出版社，1999． 5
3． 魏子卿，GNSS2在欧洲
4． Joe Mitola，“The Software Radio Architecture”，IEEE Communication Magazine， May 1995
5． Joseph Mitola Ⅲ，“Technical Challenges in the Globalization of Software Radio”， IEEE Communication Magazine，February 1999
6． Dimitrios Efstathiou，Jose Fridman，and Zoran Zvonar,“Recent Developments in Enabling Technologies for Software Defined Radio”，IEEE Communication Magazine，August 1999
7． 扬小牛，楼才义，徐建良，《软件无线电原理与应用》，电子工业出版社，2001． 1
8． 肖维民，许希斌，软件无线电(上)，微波与通信技术，1997年第1期
9． 肖维民，许希斌，软件无线电(下)，微波与通信技术，1997年第2期
10． 王际兵，赵 明，姚彦，软件无线电发展动态，清华大学学报，1999年第 39卷第9期
11． 林福华，软件无线电技术，电子工程师，1999年第2期
12． 刘春平，扬士中，基于软件无线电的A／D转换技术，数字通信，1999年第3 期
13． 黄葆华，基于欠抽样技术的软件单边带接收机，电信科学，1998年第2期
14． STEL-2000 Digital，Fast Acquisition Spread Spectrum Burst Processor Stanford Telecom Products
15． HSP50214 Programmable Downconverter，Harris Semiconductor CD-ROM
16． 李文臣，陆彤，秦世才，关于芯片Z2000采样模式和I／Q通道倒置的探讨， 半导体杂志，1998年12月第23卷第4期
17． http：／／www．mc21st．com软件无线电专辑
18． 张 健，向敬成，直接中频采样全数字化多模式接收机，电讯技术，1999年 第5期
19． 王际兵，赵 明，许希斌，姚 彦，软件无线电技术，电子科技导报，1998 年第9期
20． TI DSP Third-Party Application Software& Development Guide(SPRC0138) ， January1999，TI and Miller Freeman，Inc．
21． The TMS320 DSP Solutions CD-ROM，Texas Instruments INC．，July 5，2000
22． 彭启琮，李玉柏，《DSP技术》，电子科技大学出版社，1999． 10
23． 张雄伟，曹铁勇，《DSP芯片的原理与开发应用(第2版)》，电子工业出版社， 2000． 9
24． 任丽香，马淑芬，李方惠，《TMS320C6000系列的原理与应用》，电子工业出 版社，2000． 7
25． 朱文峰，庄逢辰，GPS政策分析，导航，1994年6月
26． 周其焕，卫星导航如何进入下一个世纪，导航，1998年12月
27． 张春晖，张成辉，GLONASS与GPS：竞争与合作，导航，1997年6月
28． 陈 晶，王广运，RTCM差分GPS电文格式与解码，导航，1995年6月
29． 周 兵，GPS接收机中卫星电文的获取，导航，1994年9月
30． 郑 群，马爱红，朱晓明，程莉，GPS接收机输出程信号的读取与分析， 导航，1993年3月
31． 言 中，丁子明，《卫星无线电导航》，国防工业出版社，1989． 9
32． 魏子卿，广域增强计划及其发展，导航，1998年3月
33． 周其焕，辰惠萍，薛文安，尹 萍，欧洲对民用GNSS的政策和方案，1997 年12月
34． 孙 礼，何 川，张其善，GPS接收机前端设计的要求及实现，电子技术应 用，1998年第4期
35． 李小民，张其善，一种基于DSP的C／A码高动态GPS接收机设计，电子技 术应用，1998年第11期
36． Rupert Baines，“The DSP Bottleneck”，IEEE Communication Magazine，May 1995
37． Hiroshi Tsurumi，and Yasou Suzuki，“Broadband RF Stage Architecture for Software-Defined Radio in Handheld Terminal Application”， IEEE Communication Magazine，February 1999
38． Robert H．Walden，“Performance Trends for Analog-to-Digital Converters”，IEEE Communication Magazine，February 1999
39． David B．Chester，“Digital IF Filter Technology for 3G System：An Introduction”， IEEE Communication Magazine，February 1999
40． Walter H．W．Tuttlebee，“Software Radio Technology：A European Perspective”， IEEE Communication Magazine，February 1999
41． 李 琳，张尔扬，软件无线电技术综述，电视技术，1999年1月
42． 邵振付，软件无线电，现代通信，1997年第6期
43． 吴 昊，软件无线电工业标准，通讯世界，1999． 1
44． 刘勤让，软件无线电及其关键技术，电信快报，1999年第2期
45． 孙红梅，软件无线电的产生与应用，电子展望与决策，1997年第4期
46． 吴 昊，郑志彬，张乃通，软件无线电，通信遥控，1998年11月
47． 张晓岩，曹达仲，软件无线电技术，天津通信技术，1999年6月第2期
48． 吕 晶，黄葆华，全数字接收机中的多速率数字信号处理技术，电信科学， 1998年第11期
49． 时信华，张尔扬，张 炜，DDS技术在软件无线电中的应用，数字通信，1999 年第3期
50． 周 昊，宋文涛，罗汉文，一种基于DDS的软件无线电调制方案，电讯技术， 1999年第5期
51． 梁志霄，利用高速DSP器件实现中频数字解调，电讯技术，1999年第5期
52． 周国富，杨文轩，一种新颖的BPSK信号数字中频处理方法，现代雷达，1999 年2月第1期
53． 李双田，李昌立，陈丹平，袁津润，短波数字接收机的算法研究和DSP实现， 电子学报，1999年7月第7期
54． 郭福成，皇甫堪，李 纲，数字下变频实现技术研究，国防科技大学学报， 1999年第20卷第5期
55． 刘乃安，强 刚，郭 峰，突发扩频通信中的中频差分解调器及其性能，通 信技术，1999年第4期
56． 李小民，张其善，一种基于DSP技术的C／A码高动态GPS接收机设计，电 子技术应用，1998年第11期
57． 杨 平，申志杰，基于DSP的调频波解调方法的研究，应用科学学报，1998 年12月第16卷第4期
58． 吕 晶，黄葆华，全数字接收机中的多速率信号处理技术，电信科学1998年第 11期
59． 熊 奎，专用高速可编程器件在中频数字解调中的应用，电讯技术，1998年 2月第38卷第1期
60． 欧阳长月，张 捷，许宗泽，《信息传输基础》，北京航空航天大学出版社， 1995． 12
61． 王立宁，乐光新，詹 菲，《MATLAB与通信仿真》，人民邮电出版社，2000． 1
62． 谭浩强，C程序设计，清华大学出版社，1997． 1
2． 李洪涛，许国昌等，《GPS应用程序设计》，科学出版社，1999． 5
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5． Joseph Mitola Ⅲ，“Technical Challenges in the Globalization of Software Radio”， IEEE Communication Magazine，February 1999
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8． 肖维民，许希斌，软件无线电(上)，微波与通信技术，1997年第1期
9． 肖维民，许希斌，软件无线电(下)，微波与通信技术，1997年第2期
10． 王际兵，赵 明，姚彦，软件无线电发展动态，清华大学学报，1999年第 39卷第9期
11． 林福华，软件无线电技术，电子工程师，1999年第2期
12． 刘春平，扬士中，基于软件无线电的A／D转换技术，数字通信，1999年第3 期
13． 黄葆华，基于欠抽样技术的软件单边带接收机，电信科学，1998年第2期
14． STEL-2000 Digital，Fast Acquisition Spread Spectrum Burst Processor Stanford Telecom Products
15． HSP50214 Programmable Downconverter，Harris Semiconductor CD-ROM
16． 李文臣，陆彤，秦世才，关于芯片Z2000采样模式和I／Q通道倒置的探讨， 半导体杂志，1998年12月第23卷第4期
17． http：／／www．mc21st．com软件无线电专辑
18． 张 健，向敬成，直接中频采样全数字化多模式接收机，电讯技术，1999年 第5期
19． 王际兵，赵 明，许希斌，姚 彦，软件无线电技术，电子科技导报，1998 年第9期
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21． The TMS320 DSP Solutions CD-ROM，Texas Instruments INC．，July 5，2000
22． 彭启琮，李玉柏，《DSP技术》，电子科技大学出版社，1999． 10
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24． 任丽香，马淑芬，李方惠，《TMS320C6000系列的原理与应用》，电子工业出 版社，2000． 7
25． 朱文峰，庄逢辰，GPS政策分析，导航，1994年6月
26． 周其焕，卫星导航如何进入下一个世纪，导航，1998年12月
27． 张春晖，张成辉，GLONASS与GPS：竞争与合作，导航，1997年6月
28． 陈 晶，王广运，RTCM差分GPS电文格式与解码，导航，1995年6月
29． 周 兵，GPS接收机中卫星电文的获取，导航，1994年9月
30． 郑 群，马爱红，朱晓明，程莉，GPS接收机输出程信号的读取与分析， 导航，1993年3月
31． 言 中，丁子明，《卫星无线电导航》，国防工业出版社，1989． 9
32． 魏子卿，广域增强计划及其发展，导航，1998年3月
33． 周其焕，辰惠萍，薛文安，尹 萍，欧洲对民用GNSS的政策和方案，1997 年12月
34． 孙 礼，何 川，张其善，GPS接收机前端设计的要求及实现，电子技术应 用，1998年第4期
35． 李小民，张其善，一种基于DSP的C／A码高动态GPS接收机设计，电子技 术应用，1998年第11期
36． Rupert Baines，“The DSP Bottleneck”，IEEE Communication Magazine，May 1995
37． Hiroshi Tsurumi，and Yasou Suzuki，“Broadband RF Stage Architecture for Software-Defined Radio in Handheld Terminal Application”， IEEE Communication Magazine，February 1999
38． Robert H．Walden，“Performance Trends for Analog-to-Digital Converters”，IEEE Communication Magazine，February 1999
39． David B．Chester，“Digital IF Filter Technology for 3G System：An Introduction”， IEEE Communication Magazine，February 1999
40． Walter H．W．Tuttlebee，“Software Radio Technology：A European Perspective”， IEEE Communication Magazine，February 1999
41． 李 琳，张尔扬，软件无线电技术综述，电视技术，1999年1月
42． 邵振付，软件无线电，现代通信，1997年第6期
43． 吴 昊，软件无线电工业标准，通讯世界，1999． 1
44． 刘勤让，软件无线电及其关键技术，电信快报，1999年第2期
45． 孙红梅，软件无线电的产生与应用，电子展望与决策，1997年第4期
46． 吴 昊，郑志彬，张乃通，软件无线电，通信遥控，1998年11月
47． 张晓岩，曹达仲，软件无线电技术，天津通信技术，1999年6月第2期
48． 吕 晶，黄葆华，全数字接收机中的多速率数字信号处理技术，电信科学， 1998年第11期
49． 时信华，张尔扬，张 炜，DDS技术在软件无线电中的应用，数字通信，1999 年第3期
50． 周 昊，宋文涛，罗汉文，一种基于DDS的软件无线电调制方案，电讯技术， 1999年第5期
51． 梁志霄，利用高速DSP器件实现中频数字解调，电讯技术，1999年第5期
52． 周国富，杨文轩，一种新颖的BPSK信号数字中频处理方法，现代雷达，1999 年2月第1期
53． 李双田，李昌立，陈丹平，袁津润，短波数字接收机的算法研究和DSP实现， 电子学报，1999年7月第7期
54． 郭福成，皇甫堪，李 纲，数字下变频实现技术研究，国防科技大学学报， 1999年第20卷第5期
55． 刘乃安，强 刚，郭 峰，突发扩频通信中的中频差分解调器及其性能，通 信技术，1999年第4期
56． 李小民，张其善，一种基于DSP技术的C／A码高动态GPS接收机设计，电 子技术应用，1998年第11期
57． 杨 平，申志杰，基于DSP的调频波解调方法的研究，应用科学学报，1998 年12月第16卷第4期
58． 吕 晶，黄葆华，全数字接收机中的多速率信号处理技术，电信科学1998年第 11期
59． 熊 奎，专用高速可编程器件在中频数字解调中的应用，电讯技术，1998年 2月第38卷第1期
60． 欧阳长月，张 捷，许宗泽，《信息传输基础》，北京航空航天大学出版社， 1995． 12
61． 王立宁，乐光新，詹 菲，《MATLAB与通信仿真》，人民邮电出版社，2000． 1
62． 谭浩强，C程序设计，清华大学出版社，1997． 1